Выбор режимов резания

26

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» имени первого Президента России Б.Н.Ельцина

Кафедра «Технология машиностроения»

Курсовая работа

на тему «Выбор режимов резания»

по дисциплине «Процессы формообразования и инструмент»

Вариант №4.

Преподаватель

______________ С.А.Ничкова

Студент гр. МЗ-37011ну

_______________ А.В.Буряк

Екатеринбург - 2009

Задание №1

На токарно-винторезном станке мод. 16К20 обрабатываются шейки вала диаметром D = 95 мм до d = 91 мм на длине L= 0,1*L. Длина вала L = 300 мм, L= 30 мм. Способ крепления трех кулачковый патрон.

Сталь 40 ХГТ - твердость у = 1470 МПа.

Шероховатость Rz = 40 мкм.

Точность 0,220 мм.

Паспортные данные токарно-винторезного станка 16К20.

Высота центров, мм - 215

Расстояние между центрами, мм - до 2000.

Мощность двигателя, N_д=10 кВт

КПД станка =0,75.

Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Продольные подачи, мм/об: 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,36; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.

Поперечные подачи, мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375; 0,045; 0,05; 0,0625; 0,075; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи.

Р_х=600 кгс6000 Н.

1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

а) глубина резания;

б) подача;

в) скорость резания;

г) стойкость;

д) сила резания.

2. Выбор режущего инструмента

Для обтачивания шеек вала из стали 40ХГТ принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т5К10, с=4 мм (толщина пластинки); ВхН=16х25 (сечение державки); I_p=1,5Н (вылет резца).

Форма передней поверхности радиусная с фаской; геометрические параметры режущей части резца:

3. Параметры срезаемого слоя.

Слой материала, срезаемый с поверхности резания, при любом методе обработки характеризуют его физическими размерами: толщиной и шириной. Толщиной срезаемого слоя при продольном точении можно считать размер а, а шириной размер в.

а = s·sinц = 1·1=1 мм

4. Выбор параметров режима резания.

Глубина резания.

При предварительном выборе подачи S общем случае можно пользоваться соотношением

5 < t/S < 10 (2)

5<2/0,25<10

5<8<10

Если к качеству обрабатываемой поверхности предъявляются более высокие требования, то подачу следует определять из соотношения

8 < t/S < 10 (3)

Подача, допустимая прочностью державки резца, рассчитывается по формуле

мм/об, (5)

P_z=10C_pStK=10·300·0,25^0,75·2^1,0·1,58=3351,68 Н

l=1,5·25=37,5 мм = 0,0375 м.

М=Рl=3351,68·0,0375=125,68 Нм

W = ВНІ/6=0,016·0,025²/6=1,6·10^-6 м³

у=М/W ? [у]=125,68/1,6·10^-6=78,5 ? [510]

где В и Н - ширина и высота державки резца, м [4, стр. 45];

[у_и] - допустимое напряжение на изгиб материала державки резца, МПа [3, стр. 86];

C, Х, Y- эмпирические коэффициенты и показатели степеней в

формуле P_z=10C_pStK, Н (табл.22 [6, стр. 273];

или [2, стр. 429]);

l - вылет резца, м (l= 1…1,5) Н, [4, стр. 45]);

К - поправочный коэффициент;

где поправочные коэффициенты учитывающие влияние соответственно механических свойств обрабатываемого материала, главного угла в плане, переднего угла, радиуса при вершине угла, угла наклона главной режущей кромки (табл. 9, 10 ,23 [6, стр. 430]).

Формула (5) получена из условия прочности державки:

у=М/W ? [у],

где М=Р·l- изгибающий момент от главной составляющей силы резания, Нм;

W = В·НІ/6 - момент сопротивления изгибу, мі.

Подача, допускаемая жесткостью державки определяется, по формуле

мм/об, (6)

f= Р·lі/(3·Е· l) ? [f]=4740·(2,08·10^-8)³/3·22·10¹⁰·2,08·10^-8=0,0001? [0,0001] м

l= В·Ні/12=0,016·0,025³/12=2,08·10^-8 м⁴

где [f] - допустимая величина прогиба резца (при черновой обработке

[f] = 0,0001 м, при чистовой - 0,00003 - 0,00005 м);

Е - модуль упругости материала державки, Па (для стали Е = 20…22·10Па,

для чугуна - 9…16·10Па).

Формула (6) получена из условия жесткости державки:

f= Рlі/(3Е l) ? [f] м,

где l= ВНі/12 - момент инерции державки резца м.

Подача, допустимая твердостью твердосплавной пластины.

При черновой обработке резцами, оснащенными пластинками из твердого сплава, подача часто ограничивается прочностью этой пластинки:

(7)

где q - толщина пластинки твердого сплава, мм (q = 4…5 мм).

Формула (7) получена на основании эмпирической зависимости для расчета максимально допустимого усилия на пластинку:

(8)

Подставив в формулу (8) вместо [P] выражение P=10·С·S·t·K и решив относительно S, получим формулу (7).

Подача, допустимая прочностью механизма подач станка, рассчитывается по формуле:

мм/об, (9)

где [Q] - максимально - допустимое усилие подачи по паспорту станка, Н.

Сила, действующая на механизм подачи, может быть определена по формуле:

Q = P+f·P Н.

Q = 1340,67+0,1·1340,67=1474,73 Н

где f- коэффициент трения между суппортом и направляющими станка (f= 0,1).

Q не должна быть больше [Q], т.е.

Q ? [Q]. (10)

1675,84 ? [6000].

Для упрощения можно считать, что P= 0,4· P [5, стр.123], тогда

P= 0,4· P=0,4·3351,68=1340,67 Н

Q = 0,5· P Н (11)

Q = 0,5· 3351,68=1675,84 Н

Подставив в формулу (10) вместо Q его значение из формулы (11) и решив уравнение относительно S, получим уравнение (9).

Подача, допустимая заданной шероховатостью обработанной поверхности, определяется по формуле:

мм/об (12)

где R- высота микронеровностей, мкм;

r - радиус при вершине резца в плане, мм;

С_r, х, y, z, u - эмпирические коэффициент и показатели степеней (табл. 5).

Подача, допустимая заданной точностью обработки, вычисляется из выражения:

мм/об (13)

j= 5290·D=5290·0,4^0,24 = 5290·0,8=4232 Н/м

j_Д =0,03·А·Е·D⁴/L³ =0,03·110·22·10¹⁰·0,095⁴/0,3³ = 59133153,75/0,027=2190116777,7

J_Р = Е·В·Н³/(4·l_P³)= 22·10¹⁰·0,016·0,025³/4·1,5³=68750/4·0,0375³=5092,59 Н/м

где j= 5290·D- жесткость станка, Н/м (D- максимальный диаметр

обрабатываемой детали по паспорту станка);

j_Д = 0,03·А·Е·D⁴/L³ - жесткость детали, Н/м;

D - диаметр детали, м;

А - коэффициент, определяющий жесткость закрепления детали (консольно в

патроне - А = 3; в центрах - А = 48; в патроне с поджимом задним центром - А = 110);

L - длина детали, м;

J_Р = Е·В·Н³/(4·l_P³) - жесткость резца, Н/м;

д - величина поля допуска выполняемого размера, мм;

б - коэффициент, определяющий допустимую долю погрешности обработки (б = 0,4…0,5);

Е - модуль упругости (сталь - Е = 20…22·10¹⁰ Па, чугуна - Е = 8…16·10¹⁰ Па).

Подача при чистовой обработке не должна превышать ни одну из расчтинных выше подач. Она подбирается из ряда подач, имеющихся на выбранном станке.

В соответствии с паспортными данными станка принимаем S=0,25 мм/об.

Стойкость инструмента:T=60 мин.

Скорость резания, допускаемая материалом резца

, м/мин

где C_v= 420; x = 0,15; y = 0,20; m = 0,2. [6. стр. 269, табл. 17].

Поправочный коэффициент для обработки резцом с твердосплавной пластиной

K_v=K_mvK_nvK_uvK_v

,

где K_r=1; n_v=1 [6. стр. 262, табл. 2].

тогда

K_nv= 1,0; K_uv=0,65; K_v=0,7 [6. стр. 263, табл. 5 и 6], [6. стр. 271, табл. 18].

м/мин.

Частота вращения, соответствующая найденной скорости резания

, об/мин

об/мин.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка

n_ф=125 об/мин.

Действительная скорость резания

, м/мин; м/мин.

6 .Сила резания.

Р_z=10·C_p·t^x·s^y·vⁿ·K_p

Значение коэффициентов С_p и показателей степеней приведены для точения в [6. стр. 273, табл. 22].

С_p= 300; x = 1,0; y = 0,75; n = -0,15.

К_цр= 0,94; К_гр= 1,1; К_лр= 1,0; К_rр= 0,93. [6. стр. 275, табл. 23].

K_мр= [6. стр. 264, табл. 9].

P_z=10C_pStK=10·300·0,25^0,75·2^1,0·37,28^-0,15·1,58=1943,97 Н

Мощность резания.

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

Вычислим мощность на шпинделе N_шп. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, N_.

N_шп. = N_э · = 10 · 0,75 = 7,5 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

7. Основное время

, мин

где L - путь инструмента в направлении рабочей подачи, мм;

i - количество проходов.

L=l+y+ , мм

где l - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи;

y - величина врезания, мм;

- величина перебега, мм, =12 мм.

y=tctg =2·1=2 мм

где t - глубина резания;

- главный угол в плане резца.

L=30+2+2=34

мин.

Задание №2

На вертикально - сверлильном станке 2Н135 производится сверление отверстия диаметром D = 15 мм и глубиной сверления L = 50 мм в заготовке Н = 50 мм. Способ крепления в тисках.

Сталь 40 ХГТ - твердость у = 1470 МПа.

Шероховатость Rz = 40 мкм.

Точность 0,220 мм.

Паспортные данные вертикально - сверлильного станка 2Н135

Мощность двигателя N_дв.= 4,5 кВт.

КПД станка = 0,8.

Частота вращения шпинделя , об/мин: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440.

Подачи, мм/об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка Р_max =15000 Н.

1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

а) глубина резания;

б) подача;

в) скорость резания;

г) стойкость;

д) сила резания.

Наиболее распространенный метод получения отверстий резанием - сверление.

Движение резания (главное движение) при сверлении - вращательное движение, движение подачи поступательное. В качестве инструмента при сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них - спиральные, предназначены для сверления и рассверливания отверстий, глубина которых не превышает 10 диаметров сверла. Градация диаметров спиральных сверел должна соответствовать: ГОСТ 885 - 77. Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания t = 0,5D.

2. Выбор режущего инструмента

Для сверления стали 40 ХГТ - твердость у = 1470 МПа согласно выбираем сверло D = 15 мм, из стали Р18, ГОСТ 10903 - 77 заточенное по методу В.И. Жирова, угол при вершине сверла 2 = 118; задний угол б = 12°; угол наклона поперечной кромки ш = 40°, [6. стр. 146, табл. 42], [6. стр. 151, табл. 44].

3. Эскиз инструмента.

4. Параметры срезаемого слоя.



5. Выбор параметров режима резания.

Глубина резания.

t = 0,5·D = 0,5 · 15 = 7,5 мм.

Выбор подачи.

Для сверления заготовки сталь 40 ХГТ - твердость у = 1470 МПа, сверлом диаметром 15 мм., выбираем подачу S = 0,20 0,23мм/об, [6. стр. 277, табл. 25]

При сверлении отверстия глубиной l ? 4D поправочный коэффициент Кl_S = 1 из этого следует: S=0,200,23мм/об. По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной: S=0,2 мм/об.

Стойкость инструмента: Т = 45 мин, [6. стр. 279, табл. 30].

Выбор скорости и числа оборотов.

Скорость резания, м/мин, при сверлении:

Значение коэффициентов С_v и показателей степеней приведены для сверления в [6. стр. 278, табл. 28].

С_v= 7,0; q = 0,40; y = 0,70; m = 0,20.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

К_v=К_мv· К_иv ·K_lv.

К_иv= 1,0; K_lv= 0,85.

К_v= 0,545 · 1,0 · 0,85 = 0,463.

По найденной скорости резания подсчитывается необходимое число оборотов инструмента в минуту:

По теоретически найденной частоте вращения шпинделя (принимают ближайшее меньшее значение) подберем число оборотов шпинделя, существующие по паспорту станка, она составляет n_ф = 250 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна;

6. Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D = 15 мм, S = 0,2мм/об и

n = 250 об/мин, проведем следующие вычисления:

Крутящий момент, Н·м, и осевую силу, Н, при сверлении рассчитаем по формулам:

где коэффициенты:

крутящий момент: С_М = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8

осевой силы: С_Р. = 68; q = 1,0; у = 0,7 [6. стр. 281, табл. 32].

А_кр = К_м; К_м = [6. стр. 264, табл. 9].

Вычислим требуемую мощность, затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле:

Вычислим мощность на шпинделе N_шп. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, N_е.

N_шп. = N_дв. · = 4,5 · 0,8 = 3,6 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

7. Расчет машинного времени на обработку.

Задание №3

При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения по машинному времени и качеству обработки.

Обработать плоскость АхВ (560х50) мм заготовки толщиной С (110) мм.

Припуск на обработку h = 2 мм. Сопоставить эффективность обработки при различных процессах: строгании и фрезеровании. Модели станков: при фрезеровании - горизонтально - фрезерный станок модели 6Н82Г, при строгании - поперечно - строгальный станок модели 736.

Чугун СЧ18 твердость НВ = 207

Шероховатость Rz = 40 мкм.

Паспортные данные вертикально - фрезерного станка станка 6Р12

Рабочая поверхность стола - 320 х 1250 мм.

Мощность электродвигателя главного движения N_э = 7 кВт.

КПД станка = 0,75.

Частота вращения шпинделя, мин^-1 : 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.

Подачи стола (мм/мин) : 19; 23,5; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 900.

Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи стола, Р = 15000 Н.

1. При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания обычно устанавливают в следующем порядке:

а) глубина резания;

б) подача;

в) скорость резания;

г) стойкость;

д) сила резания;

е) ширина фрезерования.

Фрезерованием называется процесс обработки металлов резанием при помощи многолезвийного режущего инструмента - фрезы. Фрезерование является весьма распространенным прогрессивным методом обработки плоских и фасонных поверхностей.

При торцовом фрезеровании для достижения производительных режимов резания диаметр фрезы D должен быть больше ширины фрезерования В, т.е. D=(1.25ч1.5)B.

При фрезеровании различают подачу на один зуб S_z подачу на один оборот фрезы S и минутную подачу S_м мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

S_м= Sn= S_zzn

Где n - частота вращения фрезы, об/мин;

z - число зубьев фрезы.

Скорость резания - окружная скорость фрезы, определяется режущими свойствами инструмента.

2. Выбор инструмента.

Для фрезерования на вертикально-фрезерном станке заготовки из чугуна выбираем торцевую фрезу с механическим креплением круглых пластин из твердого сплава ВК6, диаметром D=(1,251,5)В=(1,251,5)50=62.575 мм. Принимаем D=63 мм; z=6, 2214 - 0322 ГОСТ 22085 - 76, [6. стр. 188, табл. 96].

3. Параметры срезаемого слоя.

а = 2 мм;

b = 0,21 мм.

4. Режим резания.

Глубина резания.

Заданный припуск на чистовую обработку срезают за один проход, тогда

t = h = 2 мм.

Назначение подачи.

Для получения шероховатости Rz = 40 мкм подача на оборот S=0,140,24 мм/об, [6. стр. 283, табл. 33].

Период стойкости фрезы.

Для фрез торцевых диаметром до 110 мм с пластинками из твердого сплава применяют период стойкости

Т=180 мин, [6. стр. 290, табл. 40].

Скорость резания определяем по формуле:

Значения коэффициента C_v и показателей степени определяем по таблице [6. стр. 288, табл. 39].

Для чернового и чистового фрезерования серого чугуна, с НВ 190, с применением твердосплавных пластин:

C_v = 445, q = 1,2; х = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; p = 0; m = 0,32.

Общий поправочный коэффициент: Kv = K_v · K_пv · K_иv · K_v

К находим по таблице [6. стр. 261, табл. 1], для обработки чугуна расчетная формула:

, n_v = 1,25, [6. стр. 262, табл. 2],

К_n= 0,8; К_и=1,0 [6. стр. 263, табл. 5 и 6],

К_v= 0,89 · 0,8 · 1,0 = 0,7

Скорость резания при чистовом фрезеровании равна:

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

об/мин.

Корректируем по паспорту станка

n = 475 об/мин.

Действительная скорость резания

м/мин.

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи v_S по величине подачи на зуб и на оборот

v_S = S_o · n = S_z · z · n = 0,24 · 6 · 475 = 684 мм/мин.

По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, v_S = 600 мм/мин.

Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот

S_oф = 600 / 475 = 1,26 мм/об; S_zф = 1,26 / 6 = 0,21 мм/зуб;

5. Проверка выбранного режима резания.

Выбранный режим резания проверяем по характеристикам станка: мощности на шпинделе станка и максимально допустимому усилию, прилагаемому к механизму подачи.

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе : N_р N_шп.

Мощность на шпинделе определится по формуле

N_шп = N_э · = 7 · 0,75 = 5,25 кВт

где N_э - мощность электродвигателя привода главного движения резания, кВт, - КПД механизмов привода станка, = 0,7 ... 0,8.

Мощность резания при фрезеровании определяется по формуле

где М_кр - крутящий момент на шпинделе, Нм, n - число оборотов фрезы, мин^-1.

Крутящий момент на шпинделе станка определится по формуле:

где Р_z - главная составляющая (касательная) силы резания, Н; D - диаметр фрезы, мм.

Главная составляющая силы резания P_z при фрезеровании определяется по формуле:

,

где C_p - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и другие условия;

- K_р - коэффициент, учитывающий свойства материала обрабатываемой заготовки,

; n = 1.0 [6. стр. 264, табл. 9],

Значения коэффициента С_р и показателей степеней x , y, u, q, w приведены [6. стр. 291, табл. 41],

С_р= 54,5; х = 0,9; у = 0,74; u = 1,0; q = 1,0; w = 0

6. Основное время

мин

где L=l+l₁+l= 560+0,02+1,89=561,91мм

l=(0.03ч0.05)D=1,89 мм

Для торцового фрезерования фрезой диаметром 63 мм, ширине фрезерования 50 мм

 мин.

Строгальная обработка.

Паспортные данные поперечно - строгального станка 736.

Наименьший ход ползуна - 95 мм

Наибольший ход ползуна - 650 мм.

Пределы рабочих скоростей - 3-37 м/мин

Число двойных ходов ползуна - 12,5; 17,9; 25,0; 36,5; 52,5; 73,0 мин.

Пределы горизонтальной подачи - 0,33; 0,67; 1,00; 1,23; 1,67; 2,00; 2,33;

2,67; 3,00; 3,30 мм/дв. ход.

Наибольшее усилие - 1700 кг.

Мощность - 3,5 квт.

2. Выбор инструмента.

Для обработки плоскости из серого чугуна марки СЧ18 твердостью НВ=207 принимаем строгальный проходной прямой с углом в плане ц=45° с пластиной из твердого сплава ВК6 ВхН=20х16 (сечение державки).

3. Параметры срезаемого слоя.

a=s·sinц=1.5·sin45=1,06 мм

4. Глубину резания принимаем равной t = 2 мм. Подачу выбираем s = 1,50 мм/дв. ход; v=54,2 м/мин.

В соответствии с паспортом станка принимаем ближайшую из имеющих на станке скоростей резания v=38,5 м/мин.

Длина хода Н определяется по формуле Н+h= 560+75=635 мм.

где Н- длина строгания в мм;

h- величина перебега резца.

Находим число двойных ходов стола в минуту по формуле;

По паспорту станка принимаем ближайшее из имеющихся на станке чисел двойных ходов n = 36,5 дв.ход/мин.

Фактическую скорость резания определяем по паспорту (приближенно) для Н=650 мм и n = 36,5 дв.ход/мин, v=37 м/мин.

При получистовом строгании t = 2 мм и s=1.5 мм/дв.ход надобность в проверке соответствия станка на мощность отпадает.

5. Определяем машинное время.

L=В+l+l=50+2+5=57 мм

Определяем

s=s·n=1,5·36,5=54,75 мм/мин

Задание №4

На круглошлифовальном станке мод. 3М131 шлифуется участок вала d = 68 мм и длиной L= 340 мм. Припуск на обработку h = 0,10 мм, длина вала L = 400 мм. Способ крепления заготовки - в центрах.

Сталь 40 Х - закаленная 45…47 HRCэ.

Шероховатость Rа = 0,5 мкм.

Круглошлифовальный станок 3М131

Наибольший диаметр шлифуемой заготовки, мм - 280.

Наибольшая длина заготовки, мм - 700.

Мощность двигателя шлифовальной бабки N_д=7,5 кВт.

КПД станка =0,8.

Частота вращения круга, об/мин: 1112 и 1285.

Частота вращения обрабатываемой заготовки регулируется бесступенчато, об/мин: 40400.

Скорость продольного хода стола регулируется бесступенчато, об/мин: 505000.

Периодическая поперечная подача шлифовального круга регулируется бесступенчато, мм/ход.стола: 0,0020,1.

Непрерывная подача для врезного шлифования, мм/мин: 0,14,5.

Размеры шлифовального круга (нового) D_к=600 мм, В_к=63 мм.

1. Выбор шлифовального круга.

Для круглого наружного шлифования с продольной подачей (шлифовать с радиальной подачей нельзя из-за большой длины шлифуемой поверхности), параметра шероховатости Ra=0,5 мкм, конструкционной закаленной стали до HRC45 принимаем шлифовальный круг формы ПП, [2],

характеристика - 24 А401К, [6],

индекс зернистости - Н, [2],

структура - 5, [6],

класс - А, [2],

Полная маркировка круга ПП24 А40НС15КА 35 м/с.

Размеры шлифовального круга D_k=600 мм; В_к=63 мм (по паспорту станка).

2. Режим резания

2.1 Скорость шлифовального круга V_k =35 м/с [2].

Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки

, об/мин

об/мин

Корректируя по паспортным данным станка, принимаем

n_ш=1112 об/мин.

(корректируется только в меньшую сторону).

Режимы резания для окончательного круглого наружного шлифования конструкционных сталей с подачей на каждый ход определяют по [2] или [3].

2.2 Окружная скорость заготовки V_з =1555 м/мин; принимаем V_з=30 м/мин.

Частота вращения шпинделя передней бабки, соответствующая принятой окружной скорости заготовки,

, об/мин

 об/мин.

Так как частота вращения заготовки регулируется бесступенчато, принимаем n_з=140 об/мин.

2.3 Глубина шлифования

t=0,0050,015 мм.

Принимаем, учитывая бесступенчатое регулирование поперечной подачи шлифовального круга на ход стола,

t=0,005 мм.

2.4 Продольная подача

S=(0,20,4)В_к , мм/об.

Принимаем S=0,25В_к=0,2563=15,75 мм/об.

2.5 Скорость продольного хода стола

м/мин.

С учетом паспортных данных (бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола) принимаем

V_c=2,2 м/мин.

3. Проверка достаточности мощности станка

3.1 Мощность затрачиваемая на резание

N_p=C_NV_з^zt^xS^yd^q , кВт [2], [3],

где C_N - коэффициент, учитывающий условия шлифования;

x, y, z, q - показатели степени;

V, t, S - элементы режима резания;

d - диаметр шлифования, мм.

Для круглого наружного шлифования закаленной стали с подачей на каждый ход шлифовальным кругом зернистостью 40, твердостью СМ1

C_N=2,65; z=0,5; х=0,5; y=0,55; q=0,

тогда N_p=2,6530^0,50,005^0,515,75^0,551=2,655,480,074,55=4,63 кВт.

3.2 Мощность на шпинделе станка

N_шп=N_д , кВт

где N_д =7,5 кВт; =0,8 - паспортные данные станка (см. приложение 2 к данным методическим указаниям).

N_шп=7,50,8=6 кВт.

Так как N_шп=6 кВтN_p=4,63 кВт, то обработка возможна.

4. Основное время

, мин

L=l-(1-Km)В_к , мм

где m - доля перебега круга, принимаем m=0,5 (т.е. половина круга); К=1 - число сторон перебега круга (см. эскиз обработки),

тогда

L=l-(1-10,5)В_к=l-0,5 В_к=300-0,563=268,5 мм

К=1,4 - коэффициент выхаживания

мин.

Библиографический список.

1. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 - е изд., перераб. Т 1 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова М.: Машиностроение 1972. 694 с.

2. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 3 - изд., перераб. Т 2 /Под ред. А.Н. Малова М.: Машиностроение 1972. 569 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя: В 3 т. 5 - е изд. перераб. и доп. Т.1 /Под ред. А.Н. Малова М.: Машиностроение 1986.

4. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности: "Технология машиностроения", "Металлорежущие станки и инструменты" /Г.Н. Сахаров, В.Б. Арбузов, Ю.Н. Боровой и др. М.: Машиностроение 1989. 328 с.

5. Ящерицын П.И., Еременко И.Л., Фельцштейн Е.З. Теория резания, физические и тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1990. 512 с.

6. Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. 4 - е изд., перераб. и доп. Т.2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова М.: Машиностроение 1985. 496 с.

7. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение 1975. 344 с.

8. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк. 1985. 304 с.

9. Общие машиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 1 - 3. 3 - е изд. М.: ЦЕНТНИИ труда, 1978. 360 с.

10. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1984.

11. Седельников А.И., Флаксман А.Л. Расчет режимов резания: Методические указания. Киров: ВГТУ. 1994. 38 с.